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我国汽车电子稳定控制系统(ESP)发展现状浅析

2018-11-27陆静兵

汽车零部件 2018年5期
关键词:汽车系统

陆静兵

(北京农业职业学院,北京 102208)

0 引言

随着我国智能汽车的快速发展,紧握方向盘的双手将被渐渐解放,而与此相关的核心技术依旧紧握于他国之手。如何打破国外“技术垄断”是我国汽车产业发展不可回避的一个问题。以汽车电子稳定控制系统(Electronic Stability Program,ESP)为例,汽车ESP系统在欧洲各国业已普及,而国内安装率仍相对较低。通过对国内外汽车ESP系统的法规应用要求、技术发展状况的分析比较,试图寻找破解我国汽车产业自主创新所面临的核心技术缺失难题的钥匙。

1 国外ESP技术已基本普及

1.1 ESP的组成及功用

汽车ESP系统是在防抱死控制系统(ABS)的基础上开发出的底盘制动技术,主要由控制单元、转向传感器、轮速传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等组成。ESP实现车辆自动安全控制,能有效地改善汽车在制动、驱动和转向等动态工况下的行驶稳定性和安全性。通常人们说的ESP其实是博世公司的注册商标,准确书写应为ESP®。在相关法规中,将电子稳定控制系统称为车身稳定控制系统ESC(Electronic Stability Control),所以从学术角度来讲,广义上的电子稳定控制系统称为ESC才严谨。基于德国博世公司最早将电子稳定控制系统称为ESP、人们普遍的称呼习惯,文中亦将电子稳定控制系统称为ESP。

美国高速公路安全管理局的研究表明:将ESP作为标准配置能降低34%的轿车单车事故、71%的轿车翻车事故、59%的SUV单车事故;如果标配ESP系统,在美国每年超过1万个生命能够得以拯救,25万起人员伤害能够得以避免[1]。此外,北美高速公路保险协会的研究也表明,安装ESP能有效降低43%致命的交通事故。

1.2 多数国家强制要求汽车安装ESP

全球生产汽车电子稳定控制系统的厂家有很多,前六大制造商分别是:德国博世、美国天合、德国大陆特维斯、日本电装、日本爱信、美国德尔福。同时,不同的汽车生产厂商会采用不同电子稳定控制系统厂家的解决方案,并与自己开发的车型相匹配,从而不同汽车厂商对电子稳定控制系统也有不同的叫法。主要有:德尔福和天合生产的系统都被命名为ESC,丰田公司称呼为VSC,宝马称为DSC,保时捷称为PSM,通用公司称为StabiliTrak,福特公司称为ADVANceTrac®,丰田皇冠和雷克萨斯称为VDIM。

目前,多数欧美国家都强制要求汽车安装ESP等电子稳定控制系统。美国在2007年颁布法规,成为世界第一个强行安装ESP的国家,要求所有总质量在4.5 t以下的车辆从2012年起必须装配ESP。2009年欧洲议会做出决定:从2011年11月起,所有在欧盟注册的新乘用车和商用车都必须装配ESP,从2014年11月起所有新车都必须装配该系统。2009年,加拿大政府也推出新的交通安全法规,要求从2011年9月1日起,在加拿大境内销售的所有新下线乘用车,以及总质量在4.5 t以下的商用车、卡车和公共汽车都必须安装ESP系统。2008年在澳大利亚销售的新车中ESP装配率已经达到60%,2009年6月澳大利亚颁布立法,要求自2011年11月起所有新车型以及自2013年11月起所有车型,都必须强制装配ESP[2]。

2 我国ESP发展现状

2.1 我国机动车运行安全标准偏低,影响ESP装车率

由于我国机动车运行安全标准偏低,制约了ESP产品的推广使用,目前我国ESP装车率仅为22%。2012年修改后实施的GB 7258-2012《机动车运行安全技术条件》,并没有关于ABS系统和ESP系统相关强制性的标准,也就是说ESP系统可以不装,造成部分汽车生产商为降低生产成本而未安装。在国内市场,为数不少的跨国企业为了降低成本,将价格并不高昂的ESP系统作为车型系列中的高配车型的卖点进行宣传,而标配车型中通常并不安装。如日产阳光、丰田凯美瑞、卡罗拉等车辆的国外生产版均是全系标配电子稳定控制系统,但是国内生产版,只有中高配具备,标配车型均被删减。

2.2 国内研发能力不高,影响ESP产品的开发

我国ESP研发能力不高,生产还依赖于国外公司。国内的研究大多止于标准件层面,未深入分析液压元件具体结构及参数对ESP性能的影响[3]。清华大学王会义、宋健,吉林大学李静,合肥工业大学喻海军、胡延平等对ESP控制系统进行了深入研究,并取得较好效果。虽然近几年我国在ESP系统动力学建模、控制策略方面有较大的进步,但在实车匹配、产业化方面还需进一步加强。其主要原因:(1)模型的准确性和实时性之间的矛盾没有得到较好的解决[4];(2)ESP的控制系统的基础研究还没有深入[5]。

3 对策

3.1 提高汽车生产标准,强制安装ESP

中国消费者汽车知识匮乏,安全意识还比较薄弱。国外品牌汽车在中国汽车市场对安全配置的减配,就有迎合中国消费者只喜欢高档内饰而不太重视安全的原因,但技术标准过低是一个客观原因[6]。实际上加装ESP的成本相对于整车而言是微乎其微的。根据美国高速公路安全管理局的调查:ESP作为基于ABS系统的衍生装置,在ABS基础上增加的成本仅有100多美元。要想让消费者认清减配的危害,在短期内比较难,只有相关法律法规的出台才是最好的保障,提高汽车生产标准、强制安装ESP是倒逼企业进行技术升级、提高产品质量唯一途径。

3.2 加强政策支持,促进汽车ESP生产企业“转型升级”

提高汽车生产标准,长期以来有种错误的观点:国内企业实力不强,如果强制安装一些安全配置,推高了整车成本,提高价格,竞争力降低,最后企业会因此而破产淘汰。如果说低门槛的技术标准是为了保护我国企业的生存,那么这种保护落后的政策迟早将被世界技术发展的潮流吞没。高标准看起来是一种负担,但如果把高标准看作是竞争的延伸,也是一种向前的动力。国家应加大对ESP高新制造企业的政策支持,减轻企业负担,让企业在与国外竞争对手的比拼中转型升级,成为ESP主流生产企业;同时,国家可以借鉴节能补贴、家电下乡等政策,通过财政手段支持汽车制造企业安装升级ESP,以提高车辆行驶安全性。

3.3 借力“中国制造2025”,加大科研投入

“中国制造2025”明确提出提高国家制造业创新能力,加强关键核心技术攻关,加速科技成果产业化,提高关键环节和重点领域的创新能力。2016年中国汽车工业协会发布的《“十三五”汽车工业发展规划意见》中,明确提出“积极发展智能网联汽车”是中国汽车工业的发展目标之一。汽车ESP系统与近距离雷达、远程雷达、定速巡航、无人驾驶等诸多技术结合在一起,是实现智能网联汽车、无人驾驶汽车的关键技术。因此,在举国推进实施“中国制造2025”的制造强国战略的历史机遇中,国内ESP生产企业应趁势而上,围绕ESP核心技术加大科研投入,形成从关键零部件到整车匹配的完整研发体系,达到国际先进水平。

4 小结

ESP是汽车主动安全的重要组成部分,由于我国机动车运行安全标准偏低,相对于已基本普及使用的欧美多数国家,我国ESP正处于推广阶段。我国在ESP核心技术研发、核心部件加工制造、整车匹配上与其他国家还有较大差距,产品研发能力有待提高。因此,提高机动车运行安全标准,强制安装ESP,加强政策支持,加大科研投入,促进产品开发,已迫在眉睫。

参考文献:

[1]高俊.我国是否应该立法强制安装ESP[N/OL].2014-12-01[2017-12-16].https://chejiahao.autohome.com.cn/info/1017447/.

[2]刘坤.从ESP浅谈国内汽车市场现状[J].工程技术,2015(8):269.

[3]李亮,宋健,韩宗奇,等.用于电子稳定程序ESP在线控制的液压模型和反模型[J].机械工程学报,2008,44(2):139-144.

LI L,SONG J,HAN Z Q,et al.Hydraulic Model and Inverse Model for Electronic Stability Program Online Control System[J].Journal of Mechanical Engineering,2008,44(2):139-144.

[4]李亮,贾钢,宋健,等.汽车动力学稳定性控制研究进展[J].机械工程学报,2013,49(24):95-107.

LI L,JIA G,SONG J,et al.Progress on Vehicle Dynamics Stability Control System[J].Journal of Mechanical Engineering,2013,49(24):95-107.

[5]单东升,宋健,李亮.车身稳定控制液压控制单元性能试验台开发与试验[J].液压与气动,2011(6):51-54.

SHAN D S,SONG J,LI L.Test Platform Development and Validation of Hydraulic Control Unit for Vehicle Stability Control[J].Chinese Hydraulics & Pneumatics,2011(6):51-54.

[6]哭晕厕所:流行全世界的汽车 引进中国全流行减配[N/OL].2015-04-15[2017-12-17].http://www.sohu.com/a/10920770_111230.

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